Bài giảng Mạng không dây: Chương 9 - Lương Minh Huấn

Bài giảng Mạng không dây - Chương 9: Smart home cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm nhà thông minh, xu thế sử dụng nhà thông minh, các thiết bị triển khai nhà thông minh, một số mô hình nhà thông minh. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trang 1

Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng

CHƯƠNG 9: SMART HOME

GV: LƯƠNG MINH HUẤN

Trang 2

NỘI DUNG

Khái niệm nhà thông minh

Xu thế sử dụng nhà thông minh

III Các thiết bị triển khai nhà thông minh

IV Một số mô hình nhà thông minh

Trang 3

I KHÁI NIỆM NHÀ THÔNG MINH

Nhà thông minh (home automation, domotics, smart home hoặc Intellihome) là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện,

điện tử có thể được điều khiển hoặc tự động hoá hoặc bán tự động, thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản

lý, điều khiển.

Hệ thống điện tử này giao tiếp với người dùng thông qua bảng

tử đặt trong nhà, ứng dụng trên điện thoại di động, máy

bảng hoặc một giao diện web.

Trang 6

Có nhiều thương hiệu cho nhà thông minh, tuy vậy chưa có chuẩn công nghiệp nào được đặt ra cho nó và do vậy thị trường nhà phân

minh rất phân mảnh.

Các gói nhà thông minh hiện nay sử dụng các giao thức riêng

từng công ty và không tương thích với nhau.

Các công ty cung cấp nhà thông minh hạn chế việc cài đặt độc

của cá nhân bằng cách không cung cấp tài liệu chi tiết về

phẩm.

Trang 7

Các Chức Năng Chính Của Nhà Thông Minh

 Điều khiển chiếu sáng (on/off, dimmer, scence, timer, logic,…)

 Điều khiển mành, rèm, cửa cổng

 Hệ thống an ninh, báo động, báo cháy

 ĐK Điều hòa, máy lạnh

 HT Âm thanh đa vùng

 Camera, chuông hình

 Hệ thống Bảo vệ nguồn điện

 Các tiện ích và ứng dụng khác

Trang 8

Trang 9

Rào cản để smart home chưa phát triển:

 Rào cản tâm lý hàng trăm năm để lại

 Giá cả chưa bình dân để phổ cập

 E ngại về sự phức tạp khi lắp đặt và sử dụng

Trang 10

Các công nghệ smart home:

 Smart TV - TV thông minh kết nối Internet, truy cập nội dung

thông qua các ứng dụng, chẳng hạn như video và âm nhạc theo yêu cầu Một số TV thông minh bao gồm nhận diện giọng nói hoặc cử chỉ

 Hệ thống chiếu sáng thông minh như Hue từ Philips Lighting

Holding B.V., có thể phát hiện khi nào có người ở trong phòng và điều chỉnh ánh sáng nếu cần Bóng đèn thông minh cũng có thể tự điều chỉnh dựa trên ánh sáng ban ngày

Trang 11

 Bộ điều chỉnh nhiệt thông minh (Smart thermostats) chẳng

như Nest của Nest Labs Inc., được tích hợp Wi-Fi, cho phép ngườidùng lên lịch, theo dõi và điều khiển nhiệt độ trong nhà từ xa

thiết bị này cũng học hành vi của chủ nhà và tự động sửa đổi

lập nhằm cung cấp cho người dùng sự thoải mái và hiệu quả tối

Bộ điều chỉnh nhiệt thông minh cũng có thể báo cáo việc sử

năng lượng và nhắc nhở người dùng thay đổi bộ lọc

 Khóa thông minh và dụng cụ mở cửa nhà để xe, người dùng

thể cho phép hoặc từ chối mở cửa cho khách vào nhà Hơn

khóa thông minh cũng có thể phát hiện khi chủ nhà đang ở gần

mở khóa cho họ

Trang 12

 Camera quan sát thông minh, người dùng có thể theo dõi nhà của

mình khi di chuyển hoặc đi nghỉ mát Các cảm biến chuyển động thông minh cũng có thể xác định sự khác biệt giữa chủ nhà, khách, thú cưng và kẻ trộm để thông báo cho chính quyền nếu phát hiện

Trang 13

 Các thiết bị nhà bếp đều có sẵn, bao gồm máy pha cà phê thôngminh có thể pha một tách cà phê thơm ngon ngay khi chuông

thức của bạn reo lên; tủ lạnh thông minh theo dõi ngày hết hạn,

danh sách mua sắm hoặc thậm chí tạo ra các công thức nấu ăn

trên các thành phần sẵn có; nồi nấu và lò nướng bánh mỳ; trongphòng giặt có máy giặt và máy sấy

 Các màn hình hệ thống hộ gia đình có thể cảm nhận được điện

tăng vọt và tắt thiết bị; nhận thấy đường ống nước bị hỏng

ngắt các đường ống và tắt nước để không bị tràn ra sàn

Trang 14

Nguyên tắc hoạt động của nhà thông minh:

 Nhà thông minh không phải là các thiết bị và ứng dụng riêng

chúng làm việc cùng nhau để tạo ra một mạng lưới có thể điều khiển

từ xa

 Chủ nhà điều khiển tất cả các thiết bị được kiểm soát bởi một

điều khiển tự động, được gọi là smart home hub Smart home hubmột thiết bị phần cứng hoạt động như điểm trung tâm của hệ thốngsmart home có thể cảm nhận, xử lý dữ liệu và truyền thông khôngdây

 Nó kết hợp tất cả các ứng dụng riêng lẻ vào một ứng dụng smarthome duy nhất có thể được kiểm soát từ xa bởi chủ nhà

Trang 15

Machine learning và trí tuệ nhân tạo (AI) ngày càng trở nên phổ

biến trong các hệ thống smart home, cho phép các ứng dụng home automation thích ứng với môi trường của họ

Trang 16

Trang 17

II XU THẾ SỬ DỤNG NHÀ THÔNG MINH

Thị trường smart home hiện nay rất khác so với chỉ 2-3 năm trước khi mà các bóng đèn thông minh hay bộ điều khiển nhiệt độ thông

minh bắt đầu rộ lên.

Người ta làm ra nhiều thứ đa dạng hơn, tích hợp các công nghệ trước đây chỉ có trên smartphone vào những món đồ gia dụng

thông minh, cũng như giúp mạng lưới thiết bị smarthome giao

với nhau một cách hiệu quả, tăng cường khả năng chia sẻ dữ liệu

Trang 18

Trợ lý ảo vào nhà

Hầu như tất cả những công ty công nghệ lớn đều có trợ lý ảo Microsoft

có Cortana, Apple có Siri, Google có Now + Voice, còn Amazon thì

Alexa

Hiện tại, những trợ lý này chỉ hoạt động trên di động và cần kết

mạng đến máy chủ của các hãng để xử lý ngôn ngữ và nhận lệnh

Dự đoán trong tương lai, các trợ lý ảo sẽ nằm ở trung tâm ngôi

hoặc trong các thiết bị smarthome và không cần Internet nữa, chúng

thể tự chạy trên các thiết bị local

Điều này sẽ giúp tăng thời gian xử lý, tiết kiệm pin và giảm

những lo ngại về quyền riêng tư

Trang 20

Các nguồn cấp năng lượng mới

 Hiện nay hầu hết những thiết bị smarthome đều dùng pin hoặc

trực tiếp, nhưng điều đó sẽ sớm thay đổi khi mà ngày càng nhiềuthiết bị gia dụng thông minh chạy bằng năng lượng mặt trời

 Bóng đèn, cảm biến lắp ngoài vườn hay các thiết bị an ninh là nhữngứng viên đầu tiên cho cách tiếp cận mới về năng lượng trong ngànhsmarthome

Trang 22

Sống khỏe hơn

 Con người đang sống lâu hơn, hoạt động nhiều hơn và độc lập hơn

 Đây cũng là lý do vì sao các thiết bị sức khỏe, vòng đeo tay thểhay cân thông minh đang được ưa chuông

 Nhưng song song đó, chi phí khám chữa bệnh cũng tăng lên

 Để hỗ trợ một thế hệ đang già đi và cũng để giúp giảm chi phícác thiết bị Internet of Things có vai trò rất quan trọng

Trang 24

III CÁC THIẾT BỊ TRIỂN KHAI TRONG SMART HOME

Thiết bị xử lý trung tâm SH – HAP

 Điều khiển và kiểm soát toàn bộ các thiết bị trong hệ thống

SmartHome Có khả năng quản lý và điều khiển tới 500 thiết bịtrong nhà

Trang 25

Thiết bị kết nối trung tâm mạng ZigBee SH – BZ

 Khởi tạo mạng và kết nối các thiết bị trong hệ thống và Bộ xử lý

trung tâm Có khả năng quản lý và kết nối tới trên 200 thiết bịZigBee Thiết kế cao cấp sử dụng vỏ nhôm nguyên khối

Trang 26

Thiết bị kiểm soát an ninh trung tâm SH – SCZ

 Làm nhiệm vụ kết nối các thiết bị kiểm soát an ninh mở rộng Có

khả năng kết nối tới 50 thiết bị kiểm soát an ninh mở rộng

 Kiểm soát trực tiếp các cảm biến an ninh như: Hàng rào điện tử, cảm biến vị trí, cảm biến vỡ kính, cảm biến khói, cảm biến mở cửa…,

Tín hiệu sau khi được thu thập sẽ được chuyển về Bộ xử lý trung tâm để xử lý đưa ra các cảnh báo an ninh theo kịch bản

Trang 27

Thiết bị điều khiển 6 kênh SH – CC6

 Sử dụng trong hệ thống SmartHome

 Cho phép điều khiển 6 kênh công suất (4 kênh đóng mở, 2

dimmer), điều khiển điều hòa, rèm mành, ánh sáng và tạo cácbản theo yêu cầu của người dùng

Trang 28

Thiết bị kết nối mở rộng mạng ZigBee SH-RE

 Các thiết bị SH-RE kết nối với nhau và kết nối tới Thiết bị kết

trung tâm SH-BZ để tạo thành mạng Backbone của hệ thốngSmartHome Các thiết bị đầu cuối sẽ kết nối với SH-RE gần nhất

truyền thông tới bộ xử lý trung tâm SH-HAP

Trang 29

Thiết bị điều khiển rèm SH – CZ

 Sử dụng trong hệ thống SmartHome Cho phép điều khiển 4 kênh

công suất, mỗi kênh có thể chịu dòng tải tối đa 5A

Trang 30

Thiết bị kiểm soát vào ra và chuông cửa có hình SH–ACS

 Kiểm soát vào ra thông qua nhận dạng vân tay, thẻ RFID, chuông

cửa có hình, mở cửa tự động, kết nối mạng hoạt động theo kịch bảnNút bấm của thiết bị ngoài trời sử dụng công nghệ cảm ứng điện

dung đặc biệt, có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết

Trang 31

Thiết bị điều khiển âm thanh đa vùng SH – MZA

 Điều khiển phát âm theo các vùng riêng biệt Mỗi vùng có thể

các bài nhạc khác nhau Có thể ghi âm giọng nói và phát trênthông theo kịch bản tùy ý Lựa chọn phát nhạc từ xa qua điện thoạitablet

Trang 32

Bật đèn thông minh gắn trần (loại cơ bản) SH – DZ/D2

 Điện áp: 220V - 50/60HZ Khả năng chịu tải: 1600W (đèn sợi đốt); 400W (đèn huỳnh quang) Khoảng cách cảm ứng: 5m Vùng cảm ứng khả dụng 20m2 Thời gian chờ tắt: 10-3600s tùy chỉnh Có chức năng công tắc thông minh để cài đặt cảm biến ánh sáng: Ngày –

Trang 33

Ổ cắm thông minh SH – PZ

 Điều khiển thiết bị điện được cắm vào như máy bơm, quạt thông gió, bình nước nóng…

Trang 34

Thiết bị giám sát môi trường SH – SSZ

 Thực hiện chức năng đo nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng, được

sử dụng trong hệ thống SmartHome Các thông số đo của thiết bị được gửi về Bộ xử lý trung tâm để xử lý và điều khiển các thiết bị như: Điều hòa, máy tạo ẩm, hệ thống chiếu sáng… nhằm tạo ra môi trường sống tiện nghi

Trang 35

Thiết bị điều khiển hồng ngoại SH – IRZ

 Thực hiện điều khiển các thiết bị điện gia dụng trong nhà như: Điều hòa, tivi, đầu đĩa… giúp thực hiện các chức năng tiện ích của hệ

thống SmartHome Với các tính năng điều khiển thông qua tín hiệu hồng ngoại tương tụ như điều khiển từ xa, thiết bị cho phép tích hợp các thiết bị gia dụng vào hệ thống SmartHome một cách dễ dàng và tăng thêm các tiện ích cho hệ thống SmartHome

Trang 36

Trang 37

IV MỘT SỐ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	5,13 MB